1.2 設備功能布局

設備功能（工藝導向）布局是把大致相同的設備或工藝集中擺放在同一個區域，對產品進行類似加工的一種布局方式。設備功能布局如圖1-2所示。

圖1-2 設備功能布局

例如，模具加工工廠把車床、銑床、鉆床、線切割、加工中心放置在不同的區域，模具根據工藝路線的要求搬運到不同的區域進行加工。模具、沖壓、鈑金、注塑、機加工都會使用這種布局方式。在這種布局中，人們經常會出現一種慣性思維，看到沖壓工廠就會采用設備功能布局，人們在潛意識里認為沖壓本就應該通過設備功能布局來進行車間規劃設計，而沒有進一步思考為什么需要集中放置設備。設備功能布局在我們的工廠適用嗎？能夠給企業帶來什么好處或壞處？其他企業采用設備功能布局的理由是什么？

設備功能布局的優勢有以下4項。

1.有利于設備管理和人員管理

將相同的設備和作業人員放置在一起，減少變化，自然就能減少管理上的難度，管理者僅需要管理相同類型的設備和具有相同操作技能的員工即可。

2.有利于員工提高技能

單一技能或者少數技能重復使用，很容易鍛煉作業人員的操作技能，容易培養出技術上的尖兵，但是這些尖兵在技術的廣度應用上可能有所缺失。

3.設備故障影響最小

在相同區域內會有很多臺同樣的設備，如果一臺設備出現了故障并不會影響產出，可以直接轉到另一臺設備進行加工，維修人員也相對更容易進行維修。同樣的設備出現多次故障，而這些設備的原理和結構都是相似的，備件也更好管理。

4.調配設備產能負荷

設備集中擺放在一起很容易看出設備的負荷程度，也容易將滿負荷設備的工作計劃調配到其他設備進行生產。匯總加工工單可以提高設備的使用率，不會出現因為上游未加工完成而造成部分生產線環節等待的現象。

1.2.1 設備功能布局方式缺點1：搬運浪費

設備集中擺放，上下工序產品流轉很不方便，搬運的具體工作需要搬運人員把產品從一個車間搬運到另一個車間，搬運的路線很長。如果車間在不同的樓層、不同的區域，距離會更遠，除了搬運距離變長之外，搬運次數也會變多。為了節省搬運人員的時間，一般是要堆積了大量的產品之后才開始搬運，形成一天搬運一次或者兩天搬運一次的習慣。此外，還要增加不少搬運人員和設施。設備類型的布局就是一種離散型的布置方式，增加了很多孤島作業的情況，上下游的信息很難進行溝通和協調，從而造成了搬運的無序化，增加了異常搬運的頻次。設備功能搬運如圖1-3所示。

圖1-3 設備功能搬運

為什么需要搬運？因為設備功能布局不合理，或者上下兩個工序不連續、中間有隔斷。有隔斷就會出現搬運需求，將需要搬運的上下兩個工序連接在一起，形成連續流的生產方式，這樣就不會產生隔斷，或者大幅減少需要搬運的概率。然而，按設備功能布局往往會將上下工序斷開，從而產生大量需要搬運的工作。單獨考慮搬運可能造成的浪費就是增加人員數量和工作時間，搬運過程產品工藝路線多樣化、搬運次數多再加上生產沒有進行先進先出（First Input First Output，FIFO）控制，就會形成所謂的亂流。FIFO是指先入庫的材料先發出，按先入庫的優先發出材料，發完該批再發后一批次。如果不按順序則會造成先到貨物長期堆積在倉庫里，以及造成庫存次序的混亂。有些人不太在意搬運產生的成本浪費，認為最多就是增加人員和設備，可是搬運產生的浪費不僅影響人力成本和設備成本，還會造成其他方面的浪費。

1.2.2 設備功能布局方式缺點2：產生亂流

在設備功能布局的生產條件下，經常會出現需要的物料沒有辦法準時送達的情況。各加工車間按照自己“最優化作業”排序，而不是按照組裝車間產品計劃排序，零件雜亂無章地向自己的車間輸送過來，而要裝配的產品卻缺乏零件，暫時不裝配的產品零件卻在堆積。往往有人認為造成這種情況是由于沒有制訂好生產計劃，或者生產計劃沒有被執行好。其實，出現這種問題的一部分原因是生產布局方式導致了產品亂流。產品亂流現象出現后，意味著所有的計劃是失控的，原本安排這臺設備生產，而該設備處于滿負荷狀態，因此需要移到另一臺設備上生產，而另一臺設備還在執行原先的運行計劃。另外，當亂流現象出現后，管控產品的進度也失效了。設備功能亂流情況如圖1-4所示。

圖1-4 設備功能亂流情況

產生亂流的具體原因如下所述。

一是有幾臺相同的加工設備，根本沒有辦法確認是在哪臺設備上加工，一般是看到哪臺設備空閑就安排哪臺設備，后續工序由其他幾臺設備加工，從而看到產品在設備之間無序、無規則地流動。產生亂流還因為不同的產品有不同的加工路徑，一種產品可能不會產生亂流，但是當多種產品與不同的工藝路線混合在一起時就容易產生一團亂麻的現象。

二是每個加工區域都有大量的庫存，庫存并沒有做到先進先出，這樣就導致先到的產品沒有及時生產，后到的產品反而先被安排生產。綜合多種原因，再加上管理者沒有特別干預協調，最后就出現了亂流現象。

當產品處于亂流狀態時，生產進度把控和計劃準時達成就會完全處于一種失效的狀態，沒有辦法在規定的時間內生產出產品，就無法知道生產的產品處于哪個環節，還需要多長的時間才能夠生產出產品。這時候就會出現更多的人工干預。例如，到現場查看產品進度；加班趕交貨期；責令每個區域加快生產客戶著急的訂單；向客戶解釋為什么產品不能按時交貨等。

1.2.3 設備功能布局方式缺點3：制造周期長

我在工廠里經常看到每個工段加工的時間很短，總共加起來幾十分鐘，可是從投入原材料到最后成品加工完成的制造周期，需要幾天或者幾個星期。那大量的時間都浪費在哪里呢？

批量加工過程需要時間來完成，完成加工的產品要停下來，等待所有產品加工完成。待產品加工完成后，需要等待搬運人員將產品搬運到下一個工序。到了下一個工序也不能馬上生產，理由是生產工單里要求的生產時間沒有到，產品無法提前生產。工序等待可能是因為物料短缺，也可能是因為生產線正在加工產品，需要等待正在加工的產品加工完畢，這些都會使產品的制造周期變長。設備功能布局下的等待浪費如圖1-5所示。

圖1-5 設備功能布局下的等待浪費

產品的制造周期長對企業生產有哪些影響？

1.減緩現金流周轉次數

一元錢和十元錢代表的價值是不一樣的，但是相同時間段內一元錢周轉十次和十元錢周轉一次所產生的價值是一樣的。如果制造周期變長，現金流動速度將變緩，公司需要投入更多的現金，現金流一旦出現問題會導致企業經營受阻。

2.無法快速滿足客戶需要

客戶臨時變更交貨日期。例如，從10天交貨變為3天交貨，在這種情況下，原來制造周期為3天的可以3天交貨，但制造周期為10天的則無法滿足客戶3天交貨的要求。如果無法快速滿足客戶的要求，則意味著客戶將會減少相應的訂單。

3.產生更多的庫存

制造周期長的庫存數量一定要比制造周期短的庫存數量多，這是因為庫存需要積壓更長的天數、停留在工廠的時間更長，從而形成更多的庫存。

4.降低競爭力

相同的價格、相同的品質，制造周期短的產品更受客戶的喜歡。以購買汽車為例，現在市場上存在價格相近、品質相當的各種品牌汽車，在這種競爭環境下，短時間內能為客戶提供新車就變成一種競爭優勢。制造周期與庫存有相同的功效，它們可以衡量一家企業的運營能力。庫存量大意味著企業缺乏有效的管理方式或把很多問題用庫存掩蓋起來。庫存量大、制造周期長的企業一定不是一家好的企業。

1.2.4 設備功能布局改善方向

設備功能布局的優點是作業人員管理容易（同一類的員工）、通用性強（所有的產品都在布局內生產）、故障不影響整體產出（一臺設備損壞了還有其他備用設備可以生產）、作業人員培訓周期短。盡管如此，一般不建議企業采用設備功能布局方式。有些企業因為自身行業的特殊性，認為在企業內部不存在（有辦法針對缺點進行解決）設備功能布局的缺點，這樣的企業就可以繼續使用設備類型布局。設備功能布局可以采用連續流生產線或單元生產線方式，這不僅給企業帶來了巨大的收益，還符合精益五大原則中關于創建連續流和實現連續生產的原則。

創建連續流在不同的行業存在不同的情況，最簡單的改善方式是將原來離散的生產區域合并為一條生產線，生產線可以是流水線也可以是單元生產線。若原來離散的生產區域變為流水線以后，原來需要的搬運不需要了，作業人員可用“手遞手”的傳遞方式代替。原來產品為亂流，現在產品可以有規律地從流水線的起始端流動到末端，直接變成成品，這樣既容易安排計劃也容易監控產品進度，還可以消除過程中的等待，使整體制造周期變短。單件流改善如圖1-6所示。

圖1-6 單件流改善

不同的布局方式具有不同的優點和缺點，設計布局時要結合產品的特點進行分析，適用的布局方式可以給生產制造環節帶來不同的優勢和劣勢。布局的優勢是我們選擇它的理由，同時，我們要想辦法克服布局的劣勢。